Marte pudo nacer azul antes de que la Tierra terminara de formarse

En un estudio reciente publicado en Earth and Planetary Science Letters, un equipo de investigadores descubrió que la atmósfera más antigua de Marte era mucho más densa que la actual y estaba compuesta principalmente de hidrógeno molecular, muy diferente de la delgada atmnósfera de dióxido de carbono que conserva hoy.

Aunque es la molécula más ligera, el hidrógeno habría tenido grandes implicaciones para el clima primitivo de Marte. Resulta que el hidrógeno molecular es un poderoso gas de efecto invernadero.

“Es una paradoja que tantas observaciones sugieran agua líquida en el Marte primitivo, a pesar de que el agua se congela en el Marte actual, y el sol antiguo era un 30 % más oscuro que hoy”, dijo en un comunicado Steve Desch, profesor de astrofísica en la Universidad de Arizona State y uno de los científicos del equipo.

Según los cálculos del equipo, el hidrógeno molecular es un gas de efecto invernadero lo suficientemente fuerte como para haber permitido que los primeros océanos de agua cálida a caliente se mantuvieran estables en la superficie marciana durante muchos millones de años, hasta que el hidrógeno se perdió gradualmente en el espacio.

Para determinar la composición de la antigua atmósfera de Marte, los científicos del equipo desarrollaron los primeros modelos evolutivos que incluyen procesos de alta temperatura asociados con la formación de Marte en estado fundido y la formación de los primeros océanos y la atmósfera. Estos modelos mostraron que los principales gases que emergen de la roca fundida serían una mezcla de hidrógeno molecular y vapor de agua.

Los resultados de los modelos revelaron que el vapor de agua en la atmósfera marciana se comportaba como el vapor de agua en la atmósfera de la Tierra actual: se condensaba en la atmósfera inferior en forma de nubes, creando una atmósfera superior “más seca”. El hidrógeno molecular, por el contrario, no se condensó en ninguna parte y fue el componente principal de la atmósfera superior de Marte. A partir de ahí, esta molécula de luz se perdió en el espacio.

“Esta idea clave, que el vapor de agua se condensa y se retiene en el Marte primitivo, mientras que el hidrógeno molecular no se condensa y puede escapar, permite que el modelo se vincule directamente a las mediciones realizadas por una misión espacial, específicamente el rover Curiosity”, dijo Kaveh Pahlevan, científico investigador del Instituto SETI y autor principal del estudio.

El nuevo modelo ha permitido nuevas interpretaciones de datos de deuterio a hidrógeno (D/H) de muestras de Marte analizadas en laboratorios en la Tierra y por vehículos de la NASA en Marte.

Los átomos de hidrógeno en las moléculas pueden ser hidrógeno normal (un núcleo con un protón) o hidrógeno “pesado”, llamado deuterio (un núcleo con un protón y un neutrón). El número de átomos de deuterio en una muestra dividido por el número de átomos de hidrógeno normales se denomina proporción de deuterio a hidrógeno o D/H.

Los meteoritos de Marte son en su mayoría rocas ígneas, básicamente magmas solidificados. Se formaron cuando el interior de Marte se derritió y el magma ascendió hacia la superficie. El agua disuelta en estas muestras del interior (derivadas del manto) contiene hidrógeno con una proporción D/H similar a la de los océanos de la Tierra, lo que indica que los dos planetas comenzaron con proporciones D/H muy similares y que su agua provenía de la misma fuente en el sistema solar primitivo.